Cavidades ópticas para experimentos em Física Atômica

B. Sh. Perkal'skis, Виктор Лаврентьевич Ларин, A. A. Eliseev

James Alves de Souza

Nesta tese estudamos o controle da biestabilidade óptica absortiva em uma cavidade linear contendo uma coleção de átomos de dois e três níveis não interagentes fracamente acoplados a um único modo do campo. Mostramos que o controle para a configuração atômica de três níveis ocorre apenas nas condições de aprisionamento coerente de população e que o mesmo é sensível à coerência atômica induzida no sistema podendo ser manipulado através de diferentes parâmetros. Propomos algumas aplicações apresentando um efeito novo, o qual denominamos de biestabilidade óptica complementar, muito interessante para explorar dispositivos ópticos biestáveis com funções de cascatabilidade, como um transistor óptico. Estudamos também o controle óptico das flutuações do campo de prova pela combinação do fenômeno de transparência eletromagneticamente induzida para um único átomo no regime de acoplamento forte em eletrodinâmica quântica de cavidades. Especificamente, o campo de controle é utilizado para ajustar as frequências de transição dos estados vestidos ressonantemente ou quase ressonantemente com o campo de prova do sistema. Desta forma, efeitos de bloqueio de um e dois fótons e anti-bloqueio são observados produzindo campos sub- e super-Poissonianos, respectivamente. O controle quântico obtido pode ser promissor para a realização de um protótipo de um transistor quântico que amplifica e atenua flutuações quânticas do campo transmitido pelo sistema. A viabilidade desse dispositivo é demonstrada através de cálculos utilizando parâmetros de experimentos recentes.

B. Sh. Perkal'skis, V. L. Larin

Pablo Gabriel Santos Dias

Nesta tese, propomos, construímos e caracterizamos um experimento de física atômica capaz de produzir nuvens atômicas densas e detectar a transmissão de luz até o nível de intensidade de pW. A versatilidade do sistema permite a produção de nuvens atômicas com densidade espacial variável, chegando a até 20 ρλ³ átomos. O sistema também possui um tempo de execução de repetição de aproximadamente 2-3 segundos, o que significa que uma nova medição pode ser realizada nesse intervalo. No regime denso, medimos a transmissão de luz e observamos uma transição dos efeitos de átomos individuais para efeitos coletivos e espalhamento múltiplo. As medições de transmissão resolvidas em polarização mostram desvios da lei de Beer-Lambert em profundidades ópticas mais altas, indicando a presença de efeitos de densidade e fenômenos de espalhamento múltiplo. Além disso, exploramos a transmissão para diferentes parâmetros de saturação. Nosso estudo fornece insights valiosos sobre as complexas interações entre luz e nuvens atômicas densas, destacando a importância de considerar tanto os comportamentos atômicos individuais quanto os coletivos. Esses achados têm implicações significativas para futuros experimentos e aplicações envolvendo conjuntos atômicos densos, como óptica quântica e medições de alta precisão.

Marangoni, Bruno Spolon

Neste trabalho estudamos o processo de ressonância colisional o que nos permitiu aumentar a taxa de formação molecular em até seis vezes. Isto foi feito variando-se a temperatura atômica de uma amostra inicialmente aprisionada em uma armadilha magneto óptica (MOT) através de um passo de resfriamento do tipo melaço óptico (molasses). Uma explicação qualitativa foi apresentada para o efeito observando as soluções das funções de ondas parciais para átomos interagentes no estado fundamental. Carregamos uma armadilha óptica de dipolo formada por um laser de Ti:Safira. Por fim, ressaltamos a importância de tais resultados para o nosso grupo de pesquisas e a sua utilização em futuros experimentos.

Anderson R. L. Caires, Marília Wellichan Mancini, Vanderlei Salvador Bagnato +1 more